地理信息系統在環境科學中的應用

張榮

摘 要：隨著科學技術的不斷發展，地理信息系統技術的研究和應用越來越廣泛。在我國環境日益惡化的情況下，引入地理信息系統技術對環境現狀進行監測、維護和保護活動，及時解決環境中存在的問題。將地理信息系統技術應用于環境科學，有助于開發更有效的環境預測和監測系統。簡要介紹了地理信息系統技術的含義、功能和特點，分析了地理信息系統技術在環境科學中的具體應用。

關鍵詞：地理信息系統;環境科學;應用

GIS是基于地理空間數據庫的地理信息系統（geographic information systems）的簡稱，采用地理模型分析方法，及時提供各種空間的動態地理信息，是為各種決策服務的計算機技術系統。也就是說，地理信息系統集用戶、分析方法、空間數據和屬性數據、計算機軟件和個人設計能力于一體，對地理信息進行有效的采集、處理、存儲、修改、管理、分析和自動管理。一種能傳送信息的計算機系統。計算機支持是其主要特征，空間信息和相關屬性信息的處理是其基本功能。

1地理信息系統技術的簡要分析

地理信息系統技術是數據管理系統與計算機技術相結合的產物。而且，在實際操作中，該技術效果明顯，可以科學合理地研究地理對象的拓撲關系。地理信息系統中的數據對象可以結合空間和數據屬性進行多方面、多角度的分析，并根據它們之間的關系進行適當的研究。另外，在實際操作中，地理信息系統技術可以控制用戶在可視化地圖上合理控制的數據。

2地理信息系統的功能分析

2.1地理信息系統技術的含義

地理信息系統技術的功能主要是提供數據分析。它具有地形表面處理、緩沖區分析、拓撲疊加、統計和投影等功能。現有的許多地理信息系統產品都有用戶操作界面。用戶可以根據需要使用宏語言擴展系統，如自定義功能和菜單;地理信息系統技術還可以與外部應用程序進行通信。

2.2地理信息系統技術的優勢特點

大量研究表明，與傳統的空間信息系統相比，地理信息系統技術具有以下四大優勢，在環境科學中的應用更加高效和實用。通過輸入實時數據，可以即時生成所需的圖像和圖形文件，繪圖功能更加人性化、科學化，用戶可以根據工作需要識別圖形并進行色彩轉換處理。與傳統的空間信息系統相比，GIS技術具有先進的建模功能。用戶可以在收集到的地理信息的基礎上，自行開發和建模計算機語言，對地理信息的學習和分析也越來越多，與傳統的空間信息系統相比，GIS技術在數據處理方面具有更大的多樣性和有效性。GIS技術中的數據處理技術主要有數據匹配、數據集成和數據編輯。根據研究需要，將處理后的數據分為數字高差模型、數字三維模型和網格數據，數據處理分析更具多樣性和有效性，與傳統的空間信息系統相比，GIS技術具有數據輸入轉換的多樣性和方便性，用戶可以將任意格式的數據輸入到系統中，轉換成研究所必需的數據格式，更加方便實用。

3地理信息系統技術在環境科學中的具體應用

3.1環境信息系統的開發

各級政府環保部門在日常管理業務中需要的環境信息種類繁多，數據量巨大。這些海量信息的收集、處理、統計分析、繪制和報表輸出，構成了各級環保局最為復雜的辦公業務。傳統的環境數據庫由于空間不足，無法對復雜的現實環境進行管理和分析。地理信息系統可以使環境管理的辦公自動化實現質的飛躍。通過分析信息的空間分布，監測信息的時間變化，比較不同的空間數據集，實現對空間信息和其他各類信息的規范化管理和信息交換，使大量抽象枯燥的數據生動化，直觀易懂，根據應用目的，可以輸出各種形式的專題地圖。

3.2在環境管理中的應用

環境管理是指利用經濟、法律、技術、行政和教育措施來限制危害環境質量的人類活動。通過全面規劃，協調經濟發展與環境，發展經濟，滿足人類基本需求，超越環境的承受能力。國家和省環境保護局需要大量的環境質量數據和統計報告。地理信息系統可以管理空氣質量、噪音、水資源、生物資源和社會經濟數據。您可以有效地組織這些信息，并執行環境統計、土地利用規劃和總體開發計劃。重點污染源是環境管理的主要內容，地理信息系統能夠清晰地反映地理位置、污染類型、污染負荷、對區域環境的影響和貢獻。污染源可以顯示在不同的水平上。文圖拉利用地理信息系統（GIS）對城市地表污染進行評估和評價，為土地類型分配和采取控制措施的決策提供依據。

3.3在環境規劃方面的應用

環境規劃是環境政策決策支持系統（DSS）的重要內容，它利用城市、區域、流域的社會、經濟、人口、資源等基礎數據，將經濟發展規劃與社會發展規劃相結合，環境質量現狀及變化趨勢，制定城市、區域或流域的環境規劃。為政府部門提供決策依據。主要內容有城市環境發展規劃、區域污染控制規劃、流域污染控制規劃、生態環境規劃等，基于GIS的決策支持系統的關鍵是分析模型的構建和應用，通過將各種環境和規劃模型擴展到GIS分析模塊，擴展模型分析庫，利用GIS數據庫的管理功能實現對模型的管理。模型庫主要包括關系分析模型、評價識別模型、環境質量模擬模型和各種規劃優化決策模型。

3.4地理信息系統技術在環境影響方面的評價

GIS技術可以實現土地利用現狀、點源和非點源污染、空氣質量、地下水和地表水質量等與場地相關數據的集成管理。GIS技術可以作為環境影響評價的輔助決策工具。例如，美國一所大學建立了一個科研小組，通過GIS技術的空間分析能力來評估美國及其周邊國家的環境影響。利用建立的地下水、地表水污染路徑模型和環境數據庫，分析評價了經濟發展對區域環境的影響。

3.5地理信息系統技術在面源污染方面的分析

當前環境科學研究的主要問題是源污染問題，即污染類型多、來源復雜、區域大。例如，相關科學家將地理資源分析系統與源污染模型相結合，對某條河流的水質進行綜合分析，通過圖形的模式輸出分析結果，并在特殊標志中顯示易起飛區域，利用地理信息系統技術對污染源進行評價。根據實際用地類型合理布局。為環境保護部門的控制提供有效的決策。

3.6地理信息系統技術在水文環境方面的管理

地理信息系統技術可以對土地利用、水文、地形等環境數據進行管理，可以在特定的程序中分析復雜的水文問題。例如，一些學者將屏障式地理信息系統技術與有限元方法相結合，有效地分析了暴雨徑流問題，展示了洪澇面積和高流量。他在土地使用管理方面發揮了重要作用。我們還提供了水文資料、降雨資料、水文圖層和土壤類型的系統數據庫，可以實現工程設計和水情查詢，不需要過程劃分，可以生成從一維到三維的具體圖形模型，進而為水文資源研究提供了參考價值。

4結束語：

地理信息系統作為空間分析的關鍵工具，不僅實現了環境科學的系統化和科學化，而且促進了環境綜合管理，有效地解決了環境科學中存在的問題。如上所述，隨著GIS技術的不斷發展和完善，GIS技術在環境科學中的應用越來越廣泛，特別是在環境管理、監測、影響評價、水文管理等方面，將污染源應用于環境科學管理和監測，提高了環境科學工作質量。我們為環境的可持續發展提供強有力。

參考文獻：

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